Der Winkler-Test wird verwendet, um die Konzentration von aufgelöstem Sauerstoff in Wasserproben zu bestimmen. Aufgelöster Sauerstoff (D.O). wird in Wasserqualitätsstudien und alltäglicher Operation von Wasserreklamationsmöglichkeiten weit verwendet. Ein Übermaß an Mangan (II) Salz, iodide (I) und Hydroxyd (OH) Ionen wird zu einer Wasserprobe hinzugefügt, die ein Weiß verursacht, das von Mn (OH) jäh hinabstürzend ist sich zu formen. Das schlägt sich nieder wird dann durch den aufgelösten Sauerstoff in der Wasserprobe in ein braunes jäh hinabstürzendes Mangan oxidiert. Im nächsten Schritt wird eine starke Säure (entweder Salzsäure oder Schwefelsäure) hinzugefügt, um die Lösung anzusäuern. Das Braun jäh hinabstürzend wandelt dann das iodide Ion (I) zum Jod um. Der Betrag von aufgelöstem Sauerstoff ist zum Titrieren des Jods mit einer thiosulfate Lösung direkt proportional. Heute wird die Methode als seine colorimetric Modifizierung effektiv verwendet, wo das dreiwertige beim Säuern der braunen Suspendierung erzeugte Mangan mit EDTA direkt reagiert wird, um eine rosa Farbe zu geben. Da Mangan das einzige allgemeine Metall ist, das eine Farbenreaktion mit EDTA gibt, hat es die zusätzliche Wirkung, andere Metalle als farblose Komplexe zu maskieren.

Geschichte

Der Test wurde von Ludwig Wilhelm Winkler, in der späteren Literatur gekennzeichnet als Lajos Winkler ursprünglich entwickelt, während man an der Budapester Universität auf seiner Doktorarbeit 1888 gearbeitet hat. Der Betrag von aufgelöstem Sauerstoff ist ein Maß der biologischen Tätigkeit der Wassermassen. Phytoplankton und Makroalge-Gegenwart in der Wassermasse erzeugen Sauerstoff über die Fotosynthese. Bakterien und eukaryotic Organismen (zooplankton, Algen, Fisch) verbrauchen diesen Sauerstoff durch die Zellatmung. Das Ergebnis dieser zwei Mechanismen bestimmt die Konzentration von aufgelöstem Sauerstoff, der der Reihe nach die Produktion der Biomasse anzeigt. Der Unterschied zwischen der physischen Konzentration von Sauerstoff im Wasser (oder der theoretischen Konzentration, wenn es keine lebenden Organismen gab) und der wirklichen Konzentration von Sauerstoff wird die biochemische Nachfrage in Sauerstoff genannt. Der Winkler-Test ist häufig umstritten, weil es nicht um 100 % genau ist und die Sauerstoff-Niveaus ma vom Test bis Test trotz des Verwendens derselben unveränderlichen Probe schwanken.

Beispielmethode

Im ersten Schritt Mangan (II) wird Sulfat (an 48 % des Gesamtvolumens) zu einer Umweltwasserprobe hinzugefügt. Dann wird Kalium iodide (15 % in Ätzkali 70 %) hinzugefügt, um einen rötlich-braunen jäh hinabstürzenden zu schaffen. In der Lauge wird aufgelöster Sauerstoff Mangan (II) Ionen zum Tetravalent-Staat oxidieren.

: 2 MnSO (s) + O (aq)  2 MnO (OH) (s)

MnO erscheint (OH) als ein jäh hinabstürzendes Braun. Es gibt etwas Verwirrung darüber, ob das oxidierte Mangan tetravalent oder dreiwertig ist. Einige Quellen behaupten, dass Mn (OH) das Braun jäh hinabstürzend ist, aber MnO hydratisiert hat, kann auch die braune Farbe geben.

: 4 Mn (OH) (s) + O (aq) + 2 HO  4 Mn (OH) (s)

Der zweite Teil des Tests von Winkler nimmt ab (säuert) die Lösung (an). Das jäh hinabstürzende wird sich zurück in die Lösung auflösen. Die Säure erleichtert die Konvertierung durch das Braun, Mangan enthaltend jäh hinabstürzend des Ions von Iodide ins elementare Jod.

Der durch die Säure (SO) gebildete Mn wandelt die iodide Ionen ins Jod um, selbst zurück auf Mangan (II) Ionen in einem acidic Medium reduziert.

: Mn (SO) + 2 ich (aq)  Mn (aq) + ich (aq) + 2 SO (aq)

Thiosulfate wird mit einem Stärke-Hinweis verwendet, um das Jod zu titrieren.

:2 SO (aq) + ich  SO (aq) + 2 ich (aq)

Analyse

Von den obengenannten stochiometrischen Gleichungen können wir dass finden:

:1 Maulwurf von O  2 Maulwürfe von MnO (OH)  2 Maulwurf von mir  4 Maulwurf SO

Deshalb, nach der Bestimmung der Zahl von Maulwürfen des erzeugten Jods, können wir die Zahl von Maulwürfen der Sauerstoff-Molekül-Gegenwart in der ursprünglichen Wasserprobe ausarbeiten. Der Sauerstoff-Inhalt wird gewöhnlich als mg/dm präsentiert.

Beschränkungen

Der Erfolg dieser Methode ist auf die Weise kritisch abhängig, auf die die Probe manipuliert wird. In allen Stufen müssen Schritte gemacht werden, um sicherzustellen, dass Sauerstoff darin weder eingeführt noch von der Probe verloren wird. Außerdem muss die Wasserprobe frei von jedem solutes sein, der oxidieren oder Jod reduzieren wird.

Instrumentale Methoden für das Maß von aufgelöstem Sauerstoff haben den alltäglichen Gebrauch des Tests von Winkler weit verdrängt, obwohl der Test noch verwendet wird, um Instrument-Kalibrierung zu überprüfen.

BOD

Um fünftägige biochemische Sauerstoff-Nachfrage (BOD) zu bestimmen, werden mehrere Verdünnungen einer Probe für aufgelösten Sauerstoff vorher und nach einer fünftägigen Inkubationszeit an 20 °C in der Dunkelheit analysiert. In einigen Fällen werden Bakterien verwendet, um eine Quelle von Sauerstoff zur Probe zur Verfügung zu stellen; diese Bakterien sind als "Samen" bekannt. Der Unterschied darin TUT, und der Verdünnungsfaktor sind an berechneten BOD gewöhnt. Die resultierende Zahl (hat gewöhnlich in Teilen pro Million oder Milligrammen pro Liter berichtet), ist in der Bestimmung der organischen Verhältniskraft des Abwassers oder anderen beschmutzten Wassers nützlich.

Der BOD-Test ist ein Beispiel der Analyse, die Klassen von Materialien in einer Probe bestimmt.

Siehe auch

• Sauerstoff-Sättigung

Weiterführende Literatur

• Moran, Joseph M.; Morgan, Michael D., & Wiersma, James H. (1980). Einführung in die Umweltwissenschaft (2. Hrsg.). W.H. Freeman und Gesellschaft, New York, NY internationale Standardbuchnummer 0 7167 1020 X
• Standardmethoden für die Überprüfung von Wasser und Abwasser - 20. internationale Ausgabe-Standardbuchnummer 0-87553-235-7. Das ist auch auf der CD-ROM und online durch das Abonnement verfügbar

• Y.C. Wong & C.T. Wong. Auf neue Weise Chemie für den A-Niveau-Band 4, p. 248 von Hongkong. Internationale Standardbuchnummer 962 342 535 X
• Mangan (III) durchweg gefordert http://ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Earth--Atmospheric--and-Planetary-Sciences/12-097January--IAP--2006/35FAFFC3-135B-4266-93B4-2144F7487004/0/dissolved_oxygen.pdf (NB: Gibt unausgeglichene Gleichung für die Bildung von MnO (OH)). Anspruch-Mangan (III) http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ysesp/ap12pg7.htm http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ysesp/ap12pg3.htm http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/ysesp/ap12pg11.htm

Gibt Mangan (IV) durchweg